第1章 习题课4 带电粒子在电场中运动的综合应用（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

[基础训练]

1．关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是(　　)

A．一定是匀变速运动

B．不可能做匀减速运动

C．一定做曲线运动

D．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动

解析　带电粒子在匀强电场中受到的静电力恒定不变，可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动，A正确。

答案　A

2.(多选)(2025.宜昌联考)如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向的夹角为45°，则下列结论中正确的是(　　)

A．此液滴带负电 B．液滴做匀加速直线运动

C．合外力对液滴做的总功等于零 D．液滴的电势能减少

解析　液滴所受的合力沿bd方向，知静电力方向水平向右，则此液滴带负电，故A正确；液滴所受合力恒定，加速度恒定，做匀加速直线运动，故B正确；合外力不为零，则合外力做功不为零，故C错误；从b到d，静电力做正功，液滴电势能减小，故D正确。

答案　ABD

3．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为(　　)

A．动能减少 B．电势能增加

C．动能和电势能之和减小 D．重力势能和电势能之和增加

解析　由题图所示的轨迹可知静电力大于重力，则从a到b，静电力做正功，电势能减少，重力做负功，重力势能增加，又静电力做的功大于重力做的功，所以动能增加，由动能定理可得W电－W重＝ΔEk，动能和电势能之和减少，所以选项C正确。

答案　C

4.(多选)如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两板间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E。一质量为m、电荷量为＋q的微粒以初速度v0沿竖直向上方向从与两板等距的A点射入匀强电场中，在静电力的作用下垂直打到N板上的C点，已知AB＝BC。不计空气阻力，则可知(　　)

A．微粒在电场中做曲线运动

B．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等

C．M、N板间的电势差为

D．M、N板间的电势差为

解析　由题意可知，微粒受水平向右的静电力qE和竖直向下的重力mg作用，合力与v0不共线，所以微粒做曲线运动，A正确；因AB＝BC，即·t＝·t，故vC＝v0，B正确；由q·＝mv，得U＝＝，C错误；由mg＝qE，得q＝，代入U＝，得U＝，D错误。

答案　AB

5.(多选)如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则(　　)

A．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小

B．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大

C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能最小

D．小球在运动过程中机械能不守恒

解析　当重力大于静电力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；当重力等于静电力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变；当重力小于静电力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小，故A、B错误；当小球从最低点到最高点的过程中，静电力做正功，电势能减小，

小球运动到最高点a时，小球的电势能最小，故C正确；由于静电力做功，小球的机械能一定不守恒，故D正确。

答案　CD

6．(多选)如图(a)所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间的电场可视为匀强电场。现在A、B两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压，在t＝0时恰有一质量为m、电荷量为＋q的粒子在左侧板间中央沿水平方向以速度v0射入电场，忽略粒子的重力，则下列关于粒子运动状态的表述中正确的是(　　)

A．粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动

B．粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动

C．只要周期T和电压U0的值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出

D．粒子不可能沿与板平行的方向飞出

答案　BC

7.(2025·广州期中)如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N接上直流电源，两极板间的距离为L＝15 cm。上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h处的B点有一小油滴自由落下。已知小油滴的电荷量q＝3.5×10－14 C、质量m＝3.0×10－9 kg。当小油滴即将落到下极板时速度恰好为零。两极板间的电势差U＝6×105 V。(不计空气阻力，取g＝10 m/s2)

(1)两极板间的电场强度E的大小为多少？

(2)设平行板电容器的电容C＝4.0×10－12 F，则该电容器所带电荷量Q是多少？

(3)B点在A点的正上方的高度h是多少？

解析　(1)由匀强电场的场强与电势差的关系式可得两极板间的电场强度为E＝＝4×106 V/m。

(2)该电容器所带电荷量为Q＝CU＝2.4×10－6 C。

(3)小油滴自由落下，即将落到下极板时，速度恰好为零由动能定理可得：mg(h＋L)－qU